八钢中厚板过程控制系统
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PCS7在八钢中厚板热处理炉控制系统中的运用摘要:宝钢集团八钢公司中厚板热处理炉自动化系统采用德国西门子公司的全集成自动化过程控制系统(simatic s7-400)。
该系统是用于现场设备、仪表、控制系统与控制室之间全数字化、智能、多站点的通讯系统。
关键词:plc;pcs7;人机接口;现场总线;profibuspcs7简介西门子公司simaticpcs7过程控制系统是由teleperm、simaticpcs、simatics5pmc等互相结合并进一步发展而成的,保持了同上述系统的兼容性。
pcs7是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统,它将传统dcs和plc控制系统的优点有机的结合在一起,即具有dcs系统的分散控制、操作管理、通讯等特征功能;同时也保持了与simatics7系列可编程控制器的通用性。
系统所有硬件配置基于统一的硬件平台;所有的软件全部集成在simatic程序管理器下,具有统一的软件平台。
pcs7硬件配置simatic s7-400 plcsimatic s7-400 plc其主框架有18个槽位,装备了整体风扇和供电电源。
cpu模块能用于开环和闭环控制以及算术运算;程序存储器为0.8mb;数据存储器为0.8mb;存储器最大为64mb;最大512个计数器和512个计时器;在整体框架中,多cpu系统最多可插入4个cpu;最小执行周期为10ms;具备统一的时钟;板子上的cpu带备用电池用于缓存器;mpi和profibus-dp接口整合在cpu模块中。
通讯模块cp443提供profibus-dp/工业以太网接口可与其他的cp443和simatic工业以太网进行过程数据交换;过程数据和信息用wincc显示;同时支持tcp/ip和osi协议。
远程通讯模块et200m 可用于现场控制柜、操作台、适用于simatic plc的分布控制,通过profibus-dp接口与cpu通讯,远程i/o模块用来采集现场压力、流量、传感器及开关量信号,此分布方式可大大减少电气元件和电缆用量,降低成本同时方便设备维护。
浅谈SIMADYN D控制系统在八钢中厚板主传动中的应用摘要对八钢4200mm中厚板机组控制系统的介绍,详细介绍了主回路、励磁回路的基本情况,系统的主要功能及所达到的技术指标,本文重点给出了simadyn d控制系统的性能,硬件的配置及硬件说明、软件构成及软件编制。
关键词 24v 相整流主回路励磁回路 simadyn d控制系统八钢中厚板厂4200中厚板轧机主传动电动机为7000kw交交变频同步电机,额定电压1650v,额定电流2548a,频率6.67hz~16hz,速度50r∕min~120r∕min。
采用双电机上下辊单独传动,交交变频功率装置为三相无环流可逆式晶闸管变流器,控制系统采用西门子公司的simadyn d全数字64位处理器构成的矢量控制交交变频调速系统,此系统具有控制精度高、响应快、可靠性强且易于维护的优良品质。
1 simadyn d控制系统西门子公司simadyn d系统采用unix操作系统,安装西门子公司开发的struc g图形化编程软件。
该系统采用图形化自由编程、模块化自由配置、多处理器并行工作的实时处理通用数字控制系统,适用于高技术性能要求的大功率闭环电气传动控制,满足各种复杂的和精确的控制要求,例如在高精度要求的轧机主传动大功率交、直流传动、大功率卷取机传动、高压直流输电系统、电网动态无功功率补偿系统等领域有广泛应用。
2 产品种类齐全、可扩展性强simadyn d控制系统拥有丰富的硬件模块。
机架有6槽、12槽、24槽三种,同时还有各种各样的i/o模块和接口模块,用户可以根据自己的实际情况任意选用不同的机架、电源、处理器、i/o模块和接口模块,从而构成满足各种要求的控制系统。
同时该系统还可以通过dp网、工业以太网与 siemens 的plc和其他自动化公司的产品联用。
2.1数字控制系统硬件配置simadyn d数字控制系统的硬件有多种机箱、处理器模板、通信缓冲模板、接口模板、外部通信模板、i/o子模板等供选用。
中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现吕斌发布时间:2022-03-14T14:34:22.842Z 来源:《中国科技信息》2021年11月下作者:吕斌[导读] 钢铁企业是我国经济发展的重要环节。
新疆八一钢铁股份有限公司吕斌摘要:轧钢是利用合适的加工方法,对钢坯或钢锭进行加工,将其压制成相应的形状,在轧钢过程中需要确保轧钢产品的质量、尺寸、形状等都能够满足生产要求,达到其精准度符合生产标准。
一般来说,在轧钢过程中,电气自动化系统有着较高的运行稳定性,对其精度控制也非常好,因此需要实现对电气自动化系统的合理应用,通过与轧钢系统融合,让轧钢过程更加精确,满足轧钢产品的生产需求,推进轧钢质量提升,保障企业具备较好的经济效益。
关键词:轧钢;自动化技术;应用前言随着科技的发展,自动化技术对基础生产领域的发展产生重要的影响,同时,对钢铁行业的工艺控制有着本质的提升。
目前,在国内钢铁行业,轧钢技术受科技智能化的影响,已采用智能电网控制、无人化和自动化生产。
通过智能电气自动化技术的推广,是提升我国钢铁工业重要的基本保障,工业制造及生产功能得到了极大的改善。
1轧钢技术及轧钢电气自动化技术简述1.1轧钢的定义轧钢技术是钢的生产和制作的一种形式,同时也是生产方式中最重要的一种。
钢铁生产中产生的一种特殊技术,目的是将钢从钢锭或钢坯的形状轧制成规定的形状。
它是通过轧制施加压力来操作的,主要是通过轧制压力挤压来实现的。
通常,轧钢生产要经过多次轧制、多轧机连续轧制,最终形成轧制目标产品。
轧钢技术是一种特殊的钢材加工,因为它主要是通过压力来进行的,所以该技术的工艺过程与其他需要压力的工艺有些相似,但不同之处在于该工艺中钢材的天然质量。
因为钢的内在质量在加压过程中相当稳定。
其次,它不同于其他技术的原因在于,轧钢技术最终可以生产出不同形状要求的钢,因此它可以通过各种形式的变化来满足不同的工艺需求,适应不同的使用场景,轧钢技术的有效应用可以在很大程度上提升钢材的性能。
SIMATIC TDC控制系统在中厚板厂轧机中应用1、前言宝钢集团新疆八一钢铁有限公司中厚板厂于2008年建成投产,为了更好的控制板形,提高钢板质量,四辊轧机压下系统采用电动压下+液压agc系统。
轧线控制系统采用德国siemens公司的simatictdc控制系统,极大地提高了轧线控制的快速性与稳定性。
2、simatictdc概述由于中厚板生产的特殊性,要想获得理想的产品质量,液压agc 技术是必不可少的,而agc要取得理想的效果,首先要求控制系统必须快速、可靠。
由此轧线控制系统采用 simatic tdc (simatic technology and drive control),即工艺和驱动自动化系统。
它是一种多处理器自动化系统,擅长解决处理复杂的驱动、控制和通讯任务,是对 simatic s7 理想的扩充。
组态和编程使用simatic 工具进行,是西门子全集成自动化理念中的一部分。
tdc由一个或多个模板机架组成,多处理器运行方式可以实现性能的几乎无限制扩展。
simatic tdc采用自由组态、模块化的设计思想,使得系统的结构便于扩展。
系统可以快速实现闭环和开环控制、算术运算以及系统监视和信号通讯等功能。
simatic tdc拥有一套完整的模块化硬件和软件设计模式,能够保证硬件满足各种系统的设计要求。
simatic tdc尤其适用与相互关联的高精度控制系统。
simatic tdc系统采用step/cfc组态语言,计算机用户界面十分友好,易与操作和掌握,适合于从简单到复杂的控制系统的要求。
简单任务可以组态在一个功能包中,较复杂的任务则可由几个功能包共同完成。
对于复杂的功能,可由几个处理器组合在一个simatic tdc控制单元中来完成;更高级的系统则由几个simatic tdc控制单元组合在一起,通过通讯连接交换数据来达到设计要求。
tdc系统特点如下:(1)模块化的系统结构,硬件可扩展。
(2)采样时间间隔短,可达100µs,特别适用需快速响应的动态控制任务。
八钢中厚板过程控制系统
【摘要】针对八钢4200mm/3500mm中厚板轧机,由宝信开发的二级计算机控制系统。
在这套计算机过程控制系统中包括了数据通讯、过程跟踪、模型计算、相关的实时数据采集和统计处理、生产实绩收集、处理等主要功能。
【关键词】中厚板轧机;计算机过程控制;数据通讯;模型计算;过程跟踪
0 引言
将计算机应用到轧制过程,并以其为核心,由它按预定的程序来处理和加工与过程有关的信息,对过程进行有效的监督、控制和管理,所有这些就叫做计算机轧制过程控制。
为了使轧制过程稳定,并生产出厚度在公差范围内且有良好的板形和表面质量的产品,必须根据具体的轧制条件正确的调整辊缝和速度,以及对过程进行实时的调节。
产品的质量、产量等直接与控制系统的稳定性和计算的准确性有着密切的关系,因此采用计算机进行工艺的过程控制一直是人们关心的重要研究课题。
八钢中厚板生产线采用分布式控制系统,按功能层次可以分一下四个等级,如图1所示。
1 硬件配置
l2过程机系统由一台轧线计算机(惠普服务器)、精整线计算机(惠普服务器),每台计算机都有备用计算机。
系统采用冷备方案,备用机兼做开发机。
2 系统软件分层说明
最底层:windows 2003 server操作系统,构成系统软件的基础。
第二层:oracle数据库,专门用于过程数据的存储;socket通讯:采用了当今比较流行的双紧凑的、面向连接协议的
client/server方案。
第三层:为宝信中间软件iplature以及xcom-pcs,iplature主要功能有画面、报表、通讯、alarm管理系统等组成,为应用软件提供强有力的支撑。
xcom-pcs 目前主要完成了采用tcp/ip通信的电文的处理。
第四层:公用子程序及应用软件。
直接进行iplature调用。
3 l2在整个系统中的位置
l2系统不但接收生产管理系统mes下发的计划(即图中的原始数据pdi)同时也向生产管理系统mes发送各环节的生产实绩。
l2负责与l1通讯,l2调整所有的设定值并发送给l1,l1将必要的测量值,跟踪信息等实时信息直接发送给l2。
l2除了和l1通讯外,还包括了l2和标志机等一体品设备的系统的通讯。
所有系统之间都是通过tcp/ip协议通讯。
4 功能描述
4.1 道次计划计算
道次计划计算是整个轧线l2系统的核心任务,该功能是l2存在的根本原因。
道次计划计算通过相应的模型公式计算道次压下分配规程,在轧机的作用下实现将板坯变成钢板的任务,并且保证最终
产品达到尺寸、性能、板形等要求。
道次计划计算包括预计算和再计算、后计算以及自适应。
板坯抽出时,根据板坯原始尺寸、出炉温度以及成品尺寸和终轧温度就可以计算一个完整的道次计划规程,轧机根据此规程基本可以将板坯轧制成为符合要求的钢板。
为了得到高质量的产品,道次计划会根据轧制过程的实绩反馈,修正计算后续道次,并再设定给轧机执行,此为再计算。
4.2 温度计算与监控
板坯的温度计算对于轧制过程的力能参数计算极为重要,温度是计算轧制力、待温时间、冷却时间等的基础。
在道次计划计算时,根据给定的初始温度,以及相关参数,温度计算可以预测板坯进入轧机前以及各个道次的温度。
待温轧制是中厚板轧制的特点,因此温度监控的目的就是为了周期性计算处于轧线上待温阶段的板坯的温度,通过周期计算板坯的温度,可以提示操作人员板坯的待温情况。
并可以激励板坯道次再计算,对后续道次规程进行修正。
4.3 轧线材料跟踪
材料跟踪是跟踪材料,根据材料的位置来协调调度过程控制的所有程序,材料轧线材料范围是从加热炉炉内开始到矫直机入口,在这段过程中材料跟踪对材料处理进行跟踪。
材料跟踪在这个区域中的任务可以划分以下几个部分:
按照辊道分区,记录生产线的材料映象,任何时候都能得到所有
材料的物理位置。
当材料到达或离开轧机某个位置时,材料跟踪必须准备好相关的材料数据(包含pdi数据,加热炉数据和其他相关数据),同时激励其他相关软件。
当吊销材料时删去相关材料数据。
当跟踪映像和实物映像不一致,或跟踪异常时,操作工可以进行跟踪修正,确保跟踪映像与实物位置的一致性。
4.4 轧制计划管理
轧制计划管理接收部分加热炉系统已经存在的pdi数据,接收的数据按板号存储于数据库中,有画面对完整的轧制计划数据进行生成和调整等管理。
人工可以通过该画面进行计划的输入,删除,修改等功能。
每个原始数据都包含板坯,轧制的板,母板和合同板的数据,此外还有板号,板坯号,板坯尺寸,产品尺寸数据,轧制指示(控温轧制,多块轧制,转钢),化学成份,合金补偿系数,最终温度,acc入口温度,acc冷却速率,出口温度等。
当该材料生产结束,计划数据将要记录保存。
4.5 设定功能
基于精确的材料跟踪,当材料到达指定的位置时,过程计算机给l1和特殊仪表进行设定,对轧机的设定工艺参数来源于道次计划计算,在设定时要对设定的参数进行最后的校验,防止出现引起设备超过极限能力的情况出现。
在跟踪不正确的情况下,操作人员可以从操作画面上对跟踪进行
修正,在修正后把正确的设定数据发送给l1。
操作人员可以对设定的数据进行修正。
4.6 实绩值收集处理
过程机接收来自plc和特殊仪表的数据,由于来自于传感器的裸数据不能直接用于反馈控制,测量值必须要进行过滤和统计处理。
测量值处理数据同时能够为工艺和自动化技术人员提供轧制生产
信息以及用于产品质量分析。
l2的数据采集轧机的实际数据有水平辊的轧制压力,力矩,辊缝,速度,温度和计算的厚度,轧制信号等。
4.7 数据通信
利用宝信软件产品xcom-pcs,实现与其他计算机系统的通信,具体电文格式参见基本设计规格书通信接口篇。
轧线计算机加热炉计算机,精整线计算机,轧线l1,acc计算机和仪表通信。
其中轧线计算机与精整计算机之间运用了iplature的相关功能,主机之间无需采用电文方式通信。
4.8 报表
报表程序负责工程记录的报表打印。
这些报表反映了材料在生产过程中的相关数据,有如下的报表:
工程报表:包括的数据是轧制设定计算所涉及的数据,这些数据包括了材料相关的数据、来自轧制策略的数据、道次计划计算值、材料和轧机操作相关的重要数据。
班报:记录当班生产的产量,质量和停机情况。
关于报表,具体
格式可与用户商量讨论后确定。
5 结束语
中厚板计算机过程控制系统作为实现八钢信息化目标中的重要环节,其采用先进的工艺模型和控制技术,使厚板质量得到极大进步、生产治理更方便,增强了八钢产品的竞争力,其重要性也会在以后的生产当中越发的凸显。
【参考文献】
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[2]张景进.中厚板生产[m].北京:冶金工业出版社,2005.
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